【摘要】：在翻轉(zhuǎn)課堂、在線實(shí)驗(yàn)及課外自主實(shí)驗(yàn)等新型教學(xué)形式中,學(xué)生需要能隨時(shí)隨地的開展實(shí)驗(yàn)研究,以實(shí)現(xiàn)無邊界的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。但完成傳統(tǒng)的基礎(chǔ)電類實(shí)驗(yàn)需要的穩(wěn)壓電源、信號(hào)源和示波器等電子實(shí)驗(yàn)儀器存在體積較大和價(jià)格昂貴的缺點(diǎn),很難滿足這類教學(xué)體系的需求。為了滿足這類教學(xué)需求,本文設(shè)計(jì)了基于移動(dòng)終端控制的多功能便攜式電子實(shí)驗(yàn)儀器,并基于此儀器設(shè)計(jì)了全新的無邊界基礎(chǔ)電類實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。本文設(shè)計(jì)的電子實(shí)驗(yàn)儀器包含硬件設(shè)備端、移動(dòng)終端應(yīng)用程序和服務(wù)器程序三部分。其中的硬件設(shè)備端與移動(dòng)終端通過Wi-Fi連接,在移動(dòng)終端應(yīng)用程序的控制下具有數(shù)字信號(hào)輸出、直流電壓輸出、信號(hào)源輸出和信號(hào)采集的功能,可以滿足基礎(chǔ)電類實(shí)驗(yàn)對(duì)于穩(wěn)壓電源、信號(hào)源和示波器等電子實(shí)驗(yàn)儀器的需求�；贏ndroid的移動(dòng)終端應(yīng)用程序除了實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件設(shè)備端的控制外,還能幫助學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握實(shí)驗(yàn)原理,上傳實(shí)驗(yàn)報(bào)告到服務(wù)器程序,并與服務(wù)器程序通信以實(shí)現(xiàn)師生之間的良好交互。服務(wù)器端程序接收學(xué)生上傳的實(shí)驗(yàn)報(bào)告,并將教師的答復(fù)信息回發(fā)給移動(dòng)終端應(yīng)用程序。本論文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:(1)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了硬件設(shè)備端的硬、軟件開發(fā),開發(fā)的硬件設(shè)備端能滿足基礎(chǔ)電類實(shí)驗(yàn)對(duì)電源、信號(hào)源和示波器等電子實(shí)驗(yàn)儀器的性能需求;(2)開發(fā)了基于Android的移動(dòng)終端應(yīng)用程序,可以全面地幫助學(xué)生操控硬件設(shè)備端,并和開發(fā)的服務(wù)器程序一起完成了師生之間的良好交互;(3)通過并聯(lián)低位數(shù)的數(shù)模轉(zhuǎn)換(Digital to analog conversion-D/A)芯片和軟件優(yōu)化實(shí)現(xiàn)了低成本、高精度電壓基準(zhǔn)源。本文基于開發(fā)的電子實(shí)驗(yàn)儀器提出并驗(yàn)證了一套全新的無邊界實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。通過與傳統(tǒng)的采用標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)儀器的實(shí)驗(yàn)對(duì)比,證明本文設(shè)計(jì)的多功能便攜式電子實(shí)驗(yàn)儀器能夠滿足基礎(chǔ)電子實(shí)驗(yàn)對(duì)儀器的性能需求。同時(shí)本儀器具有的體積小、成本低和方便師生交流的特性,有利于大面積推廣,并打破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式對(duì)學(xué)生空間和時(shí)間的限制,實(shí)現(xiàn)無邊界實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。
【圖文】：

第２章便攜式電子實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)計(jì)方案邐逡逑方波，信號(hào)幅度是在－５Ｖ？＋５Ｖ之間，且偏置電壓可調(diào)；信號(hào)采集部分能采集和逡逑ＩＫＨｚ左右的正弦波、三角波和方波，另外，如光敏，溫度，濕度等傳感器實(shí)驗(yàn)逡逑非電量的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為電量信號(hào)，電壓范圍一般其變化在0Ｖ？＋５Ｖ，同時(shí)變逡逑程連續(xù)且變化頻率低。逡逑．２設(shè)計(jì)方案逡逑根據(jù)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)和數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的要求。設(shè)備端的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖逡逑所示，它是電子實(shí)驗(yàn)儀器的重要組成部分，主要分為主控模塊、通信模塊和功能逡逑。逡逑

本研宄的控制端采用搭載安卓（Ａｎｄｒｏｉｄ）操作系統(tǒng)的移動(dòng)智能終端，通過設(shè)計(jì)第逡逑三方應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)教學(xué)資料呈現(xiàn)、設(shè)備端控制和實(shí)驗(yàn)交互三種功能，軟件功能架構(gòu)如逡逑圖２．２所示。逡逑￣￣？教學(xué)資料現(xiàn)逡逑￣？！邐電ｍ源逡逑邐邋—？（￣信號(hào)發(fā)牛器￣逡逑ｍ＂—？設(shè)備端控制——邐邐逡逑撤卜邐￣———邐一？！數(shù)字佶Ｂ？輸丨？Ｔ￣逡逑—？！邐數(shù)據(jù)采集逡逑￣？！￣丈驗(yàn)結(jié)果反饋逡逑￣？實(shí)驗(yàn)反饋邋—邐邐逡逑邐邋￣？！實(shí)驗(yàn)問題反饋逡逑圖２．２移動(dòng)終端應(yīng)用軟件功能架構(gòu)逡逑教學(xué)資料呈現(xiàn)功能通過文本、圖片和視頻等方式，幫助學(xué)生利用碎片化的時(shí)間學(xué)逡逑習(xí)實(shí)驗(yàn)原理；設(shè)備端控制功能包含電壓源、信號(hào)發(fā)生器、數(shù)字信號(hào)輸出通道和數(shù)據(jù)采逡逑集部分的控制界面，通過Ｗｉ－Ｈ通道，遠(yuǎn)程控制設(shè)備端實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的電壓、信號(hào)的輸出逡逑及信號(hào)的采集。移動(dòng)終端應(yīng)用程序需要將學(xué)生實(shí)驗(yàn)中設(shè)置的電源參數(shù)、信號(hào)源參數(shù)、逡逑信號(hào)采集的數(shù)據(jù)和與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的問題保存并上傳到與學(xué)生和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)文逡逑件中去，，以使教師方便查閱和解答。逡逑Ｉ逡逑８逡逑
【學(xué)位授予單位】：南京師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM930;TP311.52

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 梁麗勤;張寶健;郭獻(xiàn)章;劉揚(yáng);;基于乘法策略的數(shù)字電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式研究[J];物理實(shí)驗(yàn);2019年11期

2 劉艷;孫科學(xué);諶靜;何艷;吳杰;;基于過程管理的電子實(shí)驗(yàn)課程改革與探索[J];科技視界;2017年02期

3 王鑫;;電子實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的研究[J];亞太教育;2015年35期

4 李春云;魏英;李越;姜鈞;魏寧萍;;基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告系統(tǒng)的應(yīng)用[J];科技資訊;2015年04期

5 趙昌全;;關(guān)于學(xué)生電子實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)的探討[J];數(shù)字化用戶;2013年03期

6 王魯楊;王禾興;湯波;祖勇;;電力電子實(shí)驗(yàn)裝置缺陷分析[J];上海電力學(xué)院學(xué)報(bào);2010年04期

7 鄭昊祖;;探索性電子實(shí)驗(yàn)的開設(shè)[J];實(shí)驗(yàn)室研究與探索;2009年05期

8 吳蔚;;在電子實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生解決問題能力的策略與體會(huì)[J];科技信息(科學(xué)教研);2008年05期

9 張鐵異;;機(jī)械電子實(shí)驗(yàn)獨(dú)立設(shè)課考核方法的探索[J];實(shí)驗(yàn)室科學(xué);2007年04期

10 胡瑋,胡昊;電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告軟件的設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究[J];武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào);2005年03期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 江世明;;構(gòu)建開放式、模塊化電子實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的教學(xué)研究與實(shí)踐[A];邵陽學(xué)院學(xué)報(bào)社會(huì)科學(xué)版邵陽學(xué)院教育教學(xué)改革論文專輯2008[C];2008年

2 龔晶;劉斌;陳軍;何敏;;現(xiàn)代電子實(shí)驗(yàn)技術(shù)教學(xué)初探[A];電子高等教育學(xué)會(huì)2008年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2008年

3 常利武;孫玉周;;材料力學(xué)電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告系統(tǒng)的構(gòu)建與實(shí)現(xiàn)[A];力學(xué)與工程應(yīng)用[C];2012年

4 熊元新;阮江軍;劉滌塵;楊占輝;;構(gòu)建培養(yǎng)創(chuàng)新人才實(shí)驗(yàn)中心的探索與實(shí)踐[A];第一屆全國高校電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)改革研討會(huì)論文集[C];2002年

5 劉建紅;張方華;陳寶林;;新一代電力電子實(shí)驗(yàn)裝置的開發(fā)與研制[A];第五屆全國高校電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)改革研討會(huì)論文集(2)[C];2008年

6 宋鵬;;電子信息工程專業(yè)建設(shè)有關(guān)問題的思考[A];中國電子教育學(xué)會(huì)高教分會(huì)2010年論文集[C];2010年

7 許鳳慧;孫梯全;盧娟;孫文斌;;基于網(wǎng)絡(luò)的學(xué)導(dǎo)式電類實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式[A];中國電子教育學(xué)會(huì)高教分會(huì)2013年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2013年

8 洪海麗;;談電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段創(chuàng)新[A];北京高教學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)室工作研究會(huì)2007年學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2007年

9 張軼潑;劉儀;袁國梁;楊進(jìn)蔚;宋先瑛;李旭;;HL-2A裝置破裂逃逸電子實(shí)驗(yàn)研究[A];中國核科學(xué)技術(shù)進(jìn)展報(bào)告（第二卷）——中國核學(xué)會(huì)2011年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集第7冊(cè)（核電子學(xué)與核探測(cè)技術(shù)分卷、脈沖功率技術(shù)及其應(yīng)用分卷、核聚變與等離子體物理分卷）[C];2011年

10 郭惠廣;趙月飛;;實(shí)驗(yàn)電子學(xué)全開放管理系統(tǒng)的實(shí)踐[A];全國高等學(xué)校電子技術(shù)研究會(huì)2006年年會(huì)論文集[C];2006年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前1條

1 廣東 姚菲子;電子實(shí)驗(yàn)用元件的改進(jìn)探討[N];電子報(bào);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 孫晨晨;移動(dòng)終端控制的多功能便攜式電子實(shí)驗(yàn)儀器的研究與設(shè)計(jì)[D];南京師范大學(xué);2019年

2 朱承志;信息技術(shù)與電子實(shí)驗(yàn)課程的整合[D];湖南科技大學(xué);2007年

3 張建瑞;網(wǎng)絡(luò)化電子實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2013年

4 朱玉潔;基于虛擬儀器的網(wǎng)絡(luò)化電子實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2013年

5 陳靜;基于FPGA的電力電子實(shí)驗(yàn)裝置的研制[D];華北電力大學(xué);2017年

6 陳玉春;技工學(xué)校電子實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D];華南理工大學(xué);2013年

7 孟杰;基于VR技術(shù)的電子實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];復(fù)旦大學(xué);2008年

8 王雅楠;遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)虛擬電子實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];西北師范大學(xué);2013年

9 張翠明;電子實(shí)驗(yàn)中干擾信號(hào)的分析及抗干擾仿真設(shè)計(jì)[D];河北科技大學(xué);2013年

10 李小玲;虛擬環(huán)境下的電子實(shí)驗(yàn)[D];電子科技大學(xué);2002年

本文編號(hào)：2615004